Ein Team internationaler Forscher hat einen Weg entdeckt, Weizen von höherer Qualität zu produzieren. Die Wissenschaftler der University of Adelaide und des britischen John Innes Centre haben einen genetischen Treiber identifiziert, der die Ertragsmerkmale von Weizen verbessert, was unerwarteterweise auch zu einer Erhöhung des Proteingehalts um bis zu 25 Prozent führen kann.
„Über den Mechanismus hinter den Treibern von Erträgen und Proteingehalt in der Weizenproduktion ist wenig bekannt“, sagte Dr. Scott Boden von der University of Adelaide, School of Agriculture, Food and Wine, der die Forschung leitete.
„Die Entdeckung eines Gens, das diese beiden Faktoren steuert, hat das Potenzial, zur Erzeugung neuer Weizensorten beizutragen, die Getreide von höherer Qualität produzieren.
„Da Weizen fast 20 Prozent des weltweit konsumierten Proteins ausmacht, können die Auswirkungen dieser Forschung der Gesellschaft erheblich zugute kommen, indem Getreide mit einem höheren Proteingehalt bereitgestellt wird, das daher dazu beitragen könnte, nahrhaftere Lebensmittel wie Brot und Frühstückszerealien herzustellen.“
Die Arbeit ist das erste bekannte Beispiel, bei dem ein Vorwärtsgenetik-Screening einer mutierten Population verwendet wurde, um ein Gen zu identifizieren, das die reproduktive Entwicklung bei Weizen steuert, und Erkenntnisse aus dieser Forschung haben das Potenzial, zur Verbesserung des Nährwerts und des wirtschaftlichen Werts von Weizen beizutragen.
„Die genetische Variation, die wir identifiziert haben, erhöht den Proteingehalt von Pflanzen, die auf dem Feld angebaut werden, um 15 bis 25 Prozent. Diese Sorten produzieren auch zusätzliche Ährchen, die als gepaarte Ährchen bekannt sind“, sagte Dr. Boden.
„Wir haben noch keine Ertragssteigerung mit den zusätzlichen Ährchen festgestellt, aber wir hoffen, dass eine Ertragssteigerung bei den von Landwirten angebauten Elitesorten eintreten könnte.
„Die Erhöhung des Proteingehalts erfolgt ohne den Kompromiss eines verringerten Ertrags, sodass diese Entdeckung ein noch größeres Potenzial hat, Züchtern und Züchtern wirtschaftliche Vorteile zu bieten, als nur der erhöhte Nährwert an sich.
„Neben dem wichtigen Ergebnis dieser Arbeit für die Zukunft der Weizenzüchtung ist die Forschung selbst von immensem Wert für die wissenschaftliche Gemeinschaft, da sie ein elegantes Beispiel für neue Möglichkeiten liefert, die der Weizenforschung zur Verfügung stehen.“
Das Team erwartet, dass die neuen Weizensorten den Züchtern in 2–3 Jahren zur Verfügung stehen werden, was dann in 7–10 Jahren zu Vorteilen für die Landwirte führen könnte.
Die Ergebnisse des Teams wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte.
Laura E. Dixon et al., MicroRNA-resistente Allele von HOMEOBOX DOMAIN-2 modifizieren die Blütenstandsverzweigung und erhöhen den Getreideproteingehalt von Weizen, Wissenschaftliche Fortschritte (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abn5907. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn5907